【正文】 料凳模具設(shè)計 11 未標注公差的尺寸允許偏差 MT5 A 177。 177。 177。 177。 B 177。 177。 177。 177。 標準公差的尺寸公差值 MT5 A B （資料來源：《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 附錄 7） 脫模斜度 塑件在模具型腔中的冷卻收縮會使它緊緊包裹住模具的型芯或其它凸起部分。塑件斜度的大小與塑件的收 縮率、塑件的形狀、結(jié)構(gòu)、壁厚及成型工藝條件都有一定的關(guān)系，硬質(zhì)塑料比軟質(zhì)塑料脫模斜度大；形狀復(fù)雜或成型孔較多的塑件應(yīng)取較大的脫模斜度；塑件高度越高，孔越深，則應(yīng)取較小的脫模斜度；壁厚增加，內(nèi)孔包住型芯，脫模斜度也應(yīng)該大些。在制品圖上標注時，內(nèi)孔一小端為基準，斜度有擴大方向取得；外形以大端為基準，斜度有縮小方向 取得。 30ˊ 30ˊ 40ˊ 安徽建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 12 ABS、聚甲醛 （資料來源：《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 表 ） 本次設(shè)計是塑料凳，對斜度要求特殊， 為了增加坐著的穩(wěn)定性，底部要大于頂面，同時設(shè)計為了增加板凳的牢固性，在塑料凳中間的洞邊上增加了 的凸起，不利于拔模，增加脫模斜度可以減少制造側(cè)抽芯模具的成本，減少工廠的投資，爭取更大的利潤空間。 。首先，其作用是供人們坐的，其本身得具有一定的強度和韌性，能夠承載一定的重量；它用在平時生活中，和人身體直接接觸比較多，小孩子也經(jīng)常用其玩耍，這就要求其本身沒有毒性，且對身體無害；平時應(yīng)用范圍比較廣，在陽光下，在雨中，這就要求它有一定的抗老化性、吸濕性??；應(yīng)用很廣泛，一個家庭有幾個或十幾個都和正常，所以就要求其本身成本不能太高，能夠使一般家庭能接受其售價。 再生塑料是塑料的再利用，通過進行一些操作以后，從而完成塑料的再次利用。在生產(chǎn)生活中有許多塑料都能造粒，如廢舊食品袋、涼鞋、電線、線板、農(nóng)用膜 、管、桶、盆、打包帶以及各種廢舊塑料制品都能再三成型加工，生產(chǎn)成塑料原料，再經(jīng)特殊工藝及配方，用于制造機器零件、部件；可用來制水管、農(nóng)機具、包裝袋、水泥袋；可代替部分木制品；可用來制造各種塑料袋、桶、盆、玩具等塑料制品、生活用具。機械用具 PE 6000 各種膜、電絕緣材料 ABS 12021 電視機、錄音機外殼、電話機、話筒 PVC 10000 棒、管、板各種型材 、有毒 PA 23000 機械耐磨零件、化工電器、儀表 PC 13000 齒輪、傳動桿、安全帽、水杯、防護罩 （資料來源：全球塑膠網(wǎng)） 常用幾種塑料的性能比較參考下表 25 表 25 通用塑料性能比較 材料性能、種類 PP PE PVC PS ABS 密度 最小 小于水 較大 略高于水 略高于水 剛度 較好 差 好 好 好 收縮率 差 一般 好 好 好 韌性 低溫下差 好 差 差 好 強度 較高 低 較高 高 高 耐熱性 好 一般 差 較差 較差 化學(xué)穩(wěn)定性 好 好 好 好 好 耐候性 差 差 一般 一般 較差 安徽建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 14 毒性 無毒 無毒 可以無毒 無毒 無毒 粘合劑粘合 差 差 好 一般 一般 熱合性 一般 好 一般 一般 一般 成型加工型 好 好 不易 好 好 （資料來源：全球塑膠網(wǎng)） 從經(jīng)濟、環(huán)保及各方面性能考慮選用聚丙烯再生料（ PP）。 聚丙烯密度低，無色，無味，無毒，外觀和聚乙烯很相似，呈白色蠟狀 密度為~，但和聚乙烯相比，它的透明性更高，透氣性更低。聚丙烯吸水率＜ %，幾乎不吸水，因此其高頻絕緣性好，絕緣性能不受濕度的影響。聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易降解、老化，所以必須加入防老化劑。聚丙烯成型加工時收縮率交大，極易導(dǎo)致成型加工出來的制件出現(xiàn)變形、縮孔等缺陷 。可以采用所有類型的澆口。對于邊緣交口，最小的澆口深度應(yīng)為塑件厚度的一半，最小的澆口寬度應(yīng)至少為塑件壁厚的兩倍。與多型腔模具相比較，單型腔模具塑料之間的形狀和尺寸一致性好，成型的工藝條件容易控制，模具的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，模具的制造成本低，制造周期短。 在本次設(shè)計中，塑件的尺寸精度要求不高，中等批量生產(chǎn)， 它本身的體積塊不小， 在實際工廠調(diào)研中發(fā)現(xiàn)板凳的制造一腔多模會造成多次浪費，容易產(chǎn)生次品，澆道 易堵，產(chǎn)生不必要的維修時間，從而降低了生產(chǎn)效率；同時一腔多模需要很 大的注射壓力，這對注塑機的要求進一步提高，也對模具壁 抗壓能力 有進一步的要求，提高了制造成本 。注射成型時，注塑模具安裝在注射機的動模板和定模板上，有鎖模裝置和模柄鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。 根據(jù)材料 PP 性能要求，采用螺桿臥式注塑機。其中 X是成型機； S指塑料； Z指注射； Y 表示預(yù)塑式； 60、 500 指注塑機的最大注塑量（ g 或 cm3） 根據(jù)型腔數(shù)來確定注塑機的額定注塑量 根據(jù)公式 ?? ≤ k????t/3600。 利用 Pro/E 三維軟件定性測得該塑件的實際體積 ????為 333????3； 澆注系統(tǒng)的體積 ????為 10????3； n 為 1； t為 90s，計算出 ???? ≥435 ????3，根據(jù)注塑機國家標準，取標準值 500????3，故注塑機型號為 XSYZ500，主要技術(shù)參數(shù)如下表 41， ,主要零件安裝見 42，實物圖見圖 43。 ??????。在一個注射成型周期內(nèi)需注射的塑料熔體的容量為塑件的容量和澆注系統(tǒng)容量的總和， njV nV V=+ （ ） 式中 V —— 一個成型周期內(nèi)所需注射的塑料質(zhì)量， 3cm ； n —— 型腔數(shù)目； nV —— 單個塑件的質(zhì)量， 3cm ； jV —— 澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量， 3cm ； 由計算得單個塑件 體積 為 333 3cm ，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量約為 10 3cm ，則每次注射所需塑料體積為 v = 1 333 +10 = 343????3 注射機的 額定 注射量為 500 3cm 由此可知 ， 該型號的注射機的一次注射量能滿足要求。只有在注射機的額定注射壓力范圍內(nèi)才能調(diào)整出某一制品所需的注射壓力，因此，注射機的最大注射壓力要大于成型該制品所需的最大注射壓力。在確定制品成型所需的注射壓力時可利用類比法或參考各種塑料的注射成型工藝參數(shù)等，一般制品的成型注射壓力在70MPa至 150MPa的范圍內(nèi) 。 由前述可知 P成 =60～ 100MPa, P注 =1190 MPa。 鎖模力的校核 當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大的推力，其大小等于制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。 型腔內(nèi)塑料熔體的推力 T推 可按下式計算 ： T推 =A?p平均 ≤ A?p=A?k?p0 （ ） 式中 T推 —— 型腔內(nèi)塑料熔體沿注射機軸向推力， N； A —— 塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積， mm2； p 平均 —— 熔體內(nèi)塑料熔體的平均壓力， Mpa。 p0 —— 注射壓力， Mpa； k—— 壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種、注射機形式、噴嘴阻力、流道阻力等因素變化，可在 到 。 開模行程校核 模具開模后為了便于取出塑件，要求有足夠的開模距離，而注射機的開模行程是有限的，因此必須進行注射機的開模行程校核。該模具中選擇的注射機其最大行程與模具厚度無關(guān)，且模具為單分型面注射模。 則 =500≥ ??1+ ??2 +??3 +(5~10) =250+60+30 =340mm 所以滿足設(shè)計要求。同時應(yīng)校核模具的外形尺寸，使得模具可從注射機的拉桿之間裝入。一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位孔尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等。一般 R2 應(yīng)比 R1大 1～ 2mm， 主流道小端直徑 D取比注射機噴嘴直徑 d大 ～ 1 mm， 否則主流道內(nèi)的塑料凝料將無法脫出。 2. 定位孔尺寸 本模具選用的澆口套與定位環(huán)是 分開的 。定位環(huán)直徑 D為與注射機定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機的定位孔直徑確定， 定位環(huán)與注射機定模固定板定位孔相配合，配合精度為 H11/b11， 以便于裝模。 本注射機的模板定位孔徑為φ 120 + ， 模具定模板上凸出的定位環(huán)直徑為 ，因此，它們是間隙配合，符合要求。 3. 螺孔尺寸 注射模具的動模和定模的固定板上的螺孔尺寸應(yīng)分別與注射機動模板和定模板上的螺孔尺寸相適應(yīng)。當用螺栓直接固定的時候模具固定板與注射機模板上的螺孔要完全吻合；而用壓板固塑料凳模具設(shè)計 25 定的時候，只要在模具固定板需要安放壓板的外側(cè)附近有螺孔就能固緊，因此壓板方式有較大的靈活性。本模具屬小型模具，但考慮到安裝的靈活性，采用的是壓板固定方式，故在動、定模的固定板上無需設(shè)計螺孔。它反映的是塑料制件從模具中取出冷卻后尺寸縮減的程度。不同的高分子材料的收縮率各不相同。 分 型面的確定 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則： 1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 3) 保證塑件的精度要求。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 26 5) 便于模具加工制造。 7) 對排氣效果的影響。 其中最重要的是第 2)和第 5)、第 8)點。 分型面設(shè)計是確定動、定模的分界線。如果分型面選擇在 A處， A 面會不光滑 ，并且 凳子 表面將有飛邊，影響塑件的外觀質(zhì)量，所以不予取用。這也是最佳的分型面設(shè)計方案，同時也為澆口設(shè)計提供了方便 圖 51 澆注系統(tǒng)的 設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指 從塑料熔體從注射機噴嘴處理啊后，到達型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道。 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則：適應(yīng)塑料的工藝性；排氣性良好；流程盡量短；防止型芯變形和嵌件位移；整修盡量方便；防止塑件變形和翹曲；澆注系統(tǒng)在分型面上的投塑料凳模具設(shè)計 27 影盡可能的少 ，容積也盡量少；澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具軸線對稱，澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減小模具的尺寸。按主流道的軸線與分型面的關(guān)系 ，澆注系統(tǒng)有直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。 直澆注系統(tǒng)主流道幾何形狀如圖 52 圖 52 主流道設(shè)計： ① 為了便于取出主流道凝料， 主流道通常設(shè)計成圓錐形，其錐角α =2176。 對流動性差的可取到 6176。 本產(chǎn)品所用塑料為 PP，流動性 較好 ，內(nèi)壁表面粗糙度一般 Ra m。為了解決對中誤差并解決凝料脫模問題，主流道安徽建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 28 進口端直徑一般都要比注射機噴嘴直徑大 ～ 1mm。凹坑深取 3~5h mm? 。 ③ 主流道直徑的決定，主要取決于主流道內(nèi)熔體的剪切速率。1為宜。1； Q—— 熔體的體積流率 ( 3/cms )； Rn—— 流道的稱呼半徑，即除去表面冷凝層后的有效半徑 (cm)。 ⑤ 在保證塑料良好成型的前提下，主流道 L應(yīng)盡量短，否則將增多流道凝料，且增加壓力損失，使塑料降溫過多而影響注射成型。 ⑥ 模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式 (俗稱澆口套 )，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種下圖為前者，有托澆口套用于配裝定位圈。 圖 53澆口套的形式及固定 主流道襯套的固定 主流道襯套的固定主要是通過定位環(huán)定模來實現(xiàn)的，圖 54 為定位環(huán) 安徽建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 30 圖 54 定位環(huán)定模 澆口的設(shè)計 澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，起著調(diào)節(jié)控制料流速度、補料時間及防止倒流等作用。 由于本次設(shè)計未設(shè)計到分流道的設(shè)計，所以選擇直接澆口。其特點是：熔體通過主流道直接進入型腔，流程短，進料快，傳遞壓力好，保壓補強作用強，有利于排氣和消除熔接痕，澆注系統(tǒng)耗料少，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便。 采用直接型澆口的模具為單型腔模具，適用于成型深腔的殼體形或箱形制品中，不宜用于成型平薄或容易變形的制品；適用于各種塑料的注射成型。 塑料凳模具設(shè)計 31 圖 55 直接澆口的形式 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 排氣系統(tǒng)的作用是將型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣和成型過程中固化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體順利的排出模具之外，以保證注射過程的順利進行。 當塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。因此設(shè)計時必須考慮排氣問